Tecnologia e organização da construção I

Tecnologia e organização da construção I
Tema III. Equipamentos e Máquinas de
construção.
• Generalidades. Conceitos básicos
• Classificação dos equipamentos de construção
• Características fundamentais.
Generalidades.
Na actualidade pode afirmar-se que existem maquinarias para realizar a
maioria absoluta das actividades construtivas com alta produtividade e
a necessária qualidade, para quase todo tipo de obras, dados os avanços
experimentados pela ciência e a tecnologia.
Para garantir a humanização dos rudes trabalhos da construção as
empresas construtoras devem dispor dos recursos e da técnica
necessária para realizar as construções com a produtividade e a
qualidade que necessita o desenvolvimento socioeconómico do país,
assim como também os esforços em tratar de realizar uma gestão eficaz
destes importantes recursos.
Classificação dos equipamentos de construção
Equipamentos para:
 Movimento de terra, Perfuração e Produção
de britas
 Transporte
 Fincada
 Betunado
 Iҫar e Montaje
 Outros (Pavimentação, reciclaje,tunéis,etc.)
Características fundamentais de cada grupo
A. Movimento de terra e Produção de brita
A.1. Classificação das Maquinarias de Movimento de Terra.
 Máquinas Escavadoras de folhas com cuchillas:
• Buldóceres (bulldozers).
• Trelas (scrapers).
• Mototrelas (moto scrapers).
• Zanjadoras (trench cutting machine
• Motos niveladoras (motograders).
 Máquinas Escavadoras com colher (cubos ou pás)
• Escavadora Frontal ou Frente Pá (frontal shovel)
• Retroescavadora (back hoe).
• Dragagens (drag line).
• Escavadora Universal ou Gruas Escavadoras:
• Escavadora Siri (Jaiba) o Almeja de cuchara autoprensil.
A.1. Classificação das Maquinarias de Mov. de Terra.
 Máquinas de Perfuração (Máquinas Perfurarias)
 Máquinas Carregadoras ou Carregadores:
• Carregador Frontal sobre Pneumáticos (frontal whell
loader).
• Carregador Frontal sobre Esteiras (frontal track loader)
• Retro carregadores ou Carregadores de descarga
traseira .
 Máquinas de Transportação de Terras e/ou Rochas:
• Caminhões de Volteio (dump truck).
• Semi-reboques de Volteio.
• Caminhões “Fora de caminho”:
• Rígidos (dumper)
• Invertebrados ou “todo terreno” (articulated dump
truck)
A.1. Classificação das Maquinarias de Mov. de Terra.
 Compactadores (compactors):
1. Pesados:
• Cilindros de Aros Lisos (smooth wheel rollers).
• Cilindros Vibratórios (vibratory compactors).
• Compactador sobre Pneumáticos (phneumatic atire
roller).
• Compactador “Pata de Cabrito” (sheeps foot rollers).
2. Ligeiros:
• Pisões de Impacto (tipo “Rã”).
• Paus de macarrão Lisos Vibratórios.
• Placas ou Bandejas Vibrantes.
3. Mistos
• Aros Lisos Pneumáticos,
• Compactadores de Bordas, etc.
Partes Fundamentais das Máquinas, funções principais.
Órgãos de Trabalho:
Toda equipe possui órgãos de trabalho com diferentes forma e
dimensões, os mas usuais som: folhas com cuchillas, cubos ou pás,
escarificações, depósitos ou camas, etc., para realizar os diferentes
trabalhos. Estes órgãos são accionados pelos sistemas de controlo.
O conhecimento dos órgãos de trabalho das máquinas é muito
importante para os Engenheiros Civis, já que disso depende a maneira
ou método de realização para atacar os distintos trabalhos e a
qualidade de sua execução e em grande medida o rendimento ao
atacar os trabalhos.
Classificação dos Materiais por sua Natureza
A Classificação dos Materiais por sua Natureza ou por seu
comportamento ao ser escavados, é a classificação que os
agrupa desde I até V, desde solos brandos até rocha muito
dura, especificando-os filas de potência requeridos pelos
equipes para executar os trabalhos.
A classificação IV e V (rochas duras e muito duras) requerem
de abrandamento prévio mediante britagem (trituração)
para poder posteriormente usar as máquinas escavadoras.
É importante fazer uso da Tabela, para evitar possíveis aras
(rupturas) ou desperdício da capacidade potencial destas
máquinas, ao atacar uma escavação ou qualquer outra
actividade, escolhendo-se assim a potência adequada do
equipe acorde com a dureza do solo existente.
Classificação I
- Solos soltos a a semi
compactados
CLASSIFICAÇÃO DE MATERIAIS POR SEU NATUREZA
- Areias, cascalhos, limos, terra vegetal, argilas meias com mais ou menos água, escombros de
rocha.
- Estes solos não necessitam preparação preliminar para ser escavados pelas máquinas.
Podem ser escavados com relativa facilidade por top adores frontais, escavadoras universais (frente
pás) e outras escavadoras em geral, de baixa ou meia potencia.
- Argilas duras, argilas esquistosas, rocha marga, rocha branca calcário - argilosa, massas de rocha
altamente fissuradas ou estratificadas e rocha fragmentada por explosivos.
Classificação II
- Solos compactos a rocha - Estos suelos necesitan con frecuencia una disgregación previa mediante escarificador o arado.
branda
Pueden ser excavados por equipos y medios mecánicos de medias o grandes potencias (más de 80
Hp)
- Rocha calcária, piçarras, conglomerados, massas de rocha medianamente estratificada, rochas
muito alteradas e minerais brandos.
Classificação III
- Podem ser escavados por equipas ou máquinas de potência mediana (mais de 140 HP). Para os
- Rocha de dureza média trabalhos convencionais necessitam sempre uma desagregação prévia mediante escarificações
pesadas ou o uso de explosivos de fraco potência.
Classificação IV
- Rocha dura
Classificação V
- Rocha muito dura
- Rochas calcárias ou sílicas, rochas ígneas e metamórficas e de massas de rochas pouco alterada,
calcita e a maioria dos minerais (os de pouca densidade).
- Solo pode ser escavados por procedimentos mecânicos com máquinas especiais, desenhadas para
cada caso. Os explosivos que se usam devem ser de potencializa meia
- Rochas ígneas não alteradas como granito, a diorita, diabasas, rochas metamórficas, minerais
densos e silícios, magnetita, etc.
- Rochas ígneas não alteradas como granito, a diorita, diabasas, rochas metamórficas, minerais
densos e silícios, magnetita, etc.
- Solo pode ser extraídos por procedimentos mecânicos altamente especializados e máquinas
especialmente desenhadas. Há necessidade de emprego de explosivos de alta potencializa e
métodos especiais de trabalho.
Máquinas Escavadoras de folhas com cuchillas
Os buldóceres.
Os buldóceres são máquinas escavadoras por excelência, com grande
emprego na execução de movimentos de terra de obras lineares,
hidráulicas, agrícolas, mineiras, etc.
Quer dizer, com um amplo campo de utilização, devido ao antes
expresso se evidencia a necessidade de seu estudo pelos Engenheiros
Civis, para contribuir a sua eficaz e eficiente exploração.
Definição do Bulldozer:
Um Bulldozer (buldóceres), cuja sigla é B, pode definir-se como: “uma
máquina ex planadora formada por um tractor geralmente sobre
esteiras ou sobre pneumáticos, que possui órgãos de trabalho
conformados por uma folha dianteira e seu cuchilla colocada na parte
inferior (órgão de trabalho principal) e escarificações (rooter) na parte
traseira (órgão de trabalho secundário) accionados por um sistema
hidráulico, com os que se executam escavações e transportes, que lhe
permitem efectuar variados trabalhos de movimento de terra”.
Bulldozer (buldóceres)
Bulldozer sobre esteiras escavando e conduzindo terra.
Bulldozer (buldóceres)
A folha é o órgão principal de trabalho do Bulldozer, com a mesma se
realizam os cortes ou escavações, os traslados ou transportes de
material escavado e outros muitos trabalhos. Lhe denomina
incorrectamente “cuchilla”, quando realmente esta é o aditamento
cortante que possui a folha em sua parte inferior dianteira, feita com
um aço de maior resistência que o resto da folha. Nas esquinas ou
extremos da cuchilla, fabricadas com um de aço até de maior
resistência, encontram-se os “gaviões”, aditamentos que se empregam
para iniciar o ataque ao executar as escavações.
Existem três tipos básicos de folhas, as que segundo seu movimento
podem ser:
• Fixas (formando um ângulo recto com o eixo longitudinal da
equipe)
• Inclinável (em relação a vertical)
• Angulares (respeito ao eixo longitudinal da equipe)
Bulldozer (buldóceres)
Os buldócers podem ser de folha frontal, Topador Frontal, formando
90º com o eixo longitudinal, ou de folhas inclinables, chamados
Inclináveis ou Angulares.
Inclinação da folha
1. Por meio dos mandos hidráulicos pode-se inclinar a folha com respeito à vertical
(+10º ou -10º), para facilitar assim a penetração da mesma no solo, procedendo-se
segundo a dureza do terreno tip dozers .
2. Se a folha do Bulldozer pode inclinar-se para cima ou para baixo respeito a
horizontal para fazer possível a introdução dos “gaviões” (esquinas das cuchillas) no
chão a escavar, aos bulldozers com essa possibilidade de movimento da folha lhe
denomina: “Tiltdozers”
3. A folha também pode ser inclinável respeito ao eixo longitudinal ou transversal da
máquina, quando nesse caso pode oscilar entre 30º e 60º com respeito ao eixo
transversal da equipe, ao bulldozer lhe denomina: “Angledozers”
Virtualmente os buldóceres modernos tratam de combinar todos estes movimentos,
para ser mais versáteis e adaptar-se a um maior número de trabalhos a realizar
Bulldozer (buldóceres)
Podem ser empregados outros aditamentos de carácter não básico ou
especiais colocados na parte dianteira em substituição da folha básica
ou normal, os que acorde com os trabalhos que realizam podem ser de
quatro tipos:
1.
2.
3.
4.
Folha de reste-lo (“clearingdozers”).
Abatedor de árvores (“stumpers”).
Cortadora de matagais ou matizas (“bushcutter”).
Placa de impulso ou empure (“cabrito” ou “pusher”)
Os aditamentos ou folhas anteriormente explicadas estão colocadas
diante, mas também detrás lhe situa outro denominado: Escarificador
ou “Rooter”.
Também existe o Bulldozer sobre Pneumáticos “Tornadozers” que
difere dos anteriores no sistema de rodagem. Por suas características é
muito útil em trabalhos de urbanizações, limpeza de ruas, etc., tanto
por sua grande mobilidade como por não danificar o pavimento das
ruas ou vias urbanas durante seu trabalho.
Bulldozer (buldóceres)
Bulldozer escavando e empilhando terra num Empréstimo.
Bulldozer (buldóceres)
Escarificador, Dente ou “Rooter”.
TOPADOR ou BULLDOZER sobre esteiras
Bulldozer abrindo caminho de acesso
Bulldozer fazendo uma capine
Bulldozer descascando a capa de solo vegetal ou orgânico, escavando e
conduzindo de maneira correcta a favor da pendente.
Bulldozer (buldóceres). Campo de Aplicação.
Os buldóceres trabalham segundo a Tabela em solos com Classificação I, II e III (até de dureza
medeia), sem necessidade de empregar ou realizar britagem. Nos solos classificação: IV e V
(rochas duras e muito duras), para poder trabalhar tem que executar uma desagregação prévia
(trituração ou fofa), realizando britagem com explosivos de média potência.
Os buldóceres trabalham economicamente até os 90 metros (máximo raio de acção),
embora nas escavações e transportes de solo, os máximos rendimentos se alcançam
entre os 7 e os 25 metros, sendo aceitáveis trabalhar até os 45 - 50 metros. A partir
desses valores o rendimento diminui rapidamente com a distância, principalmente
devido às perdas de volume de terra acumulado diante da folha que se originam ao
deslocar-se.
Rendimiento
(m3/h)
Zona de
Máximo
Rendimiento
7 10
20 25 30
40
50
60
70
80
90
Distância
Características fundamentais das Trelas (scrapers).
As Trelas
As Trelas ou Escrepas (Scrapers), são máquinas especialmente desenhadas para os
trabalhos de movimento de terra, as quais realizam de maneira sucessiva as operações
de: escavação, carrega, transporte e vertido (rega ou estendida) de terras, o qual faz
possível alcançar altos rendimentos nestes trabalhos, substituindo assim o trabalho de
outras máquinas.
Trela cheia estendendo uma capa de material de cheio em uma esplanada em
construção.
Características fundamentais das Trelas (scrapers).
As partes ou elementos principais do conjunto Tractor Trela (ou simplesmente
Trelas), que são os seguintes:
 O Tractor que contribui a força para atacar trabalho, é o que tira ou puxa a
equipe mediante a barra de tiro que os conecta.
 A Caixa ou depósito da Trela, onde se acumula o material escavado, com
capacidades de carga que variam entre 2 e 30 m3
 A Cuchilla (lamina) ou elemento cortante para atacar escavações, localizara-se
na parte inferior da Caixa.
 Dispositivos componentes do sistema de mandos hidráulicos.
 Sistemas de rodagem, geralmente sobre pneumáticos (S/N).
As Trelas geralmente são atiradas por Tractores Sobre Esteiras para evitar que patine
ou deslize o tractor ao atirar da mesma durante os trabalhos; não obstante faz vários
anos que se empregam com excelentes resultados Tractores Sobre Pneumáticos
gigantes que possuem desenhos pronunciados (“rodas fingiras (fangueras)”)
Características fundamentais das Trelas (scrapers).
Ao atacar os trabalhos, estas equipe realizam sempre quatro operações básicas de
maneira sucessiva ou consecutiva, as duas primeiras de forma quase simultânea:




Escavação
Carga
Transporte ou transporte de terra.
Rega ou estendida de terra.
A selecção se fase atendendo principalmente a:
 a distância de transporte ou transporte,
 o tipo de solo e as características topográficas existentes na área de trabalho.
Estas máquinas geralmente requererão de um Empurrador (“Cabrito”) o qual deverá
ter a fila de potências, segundo a capacidade da Trela.
O empurrador pode ser capaz de mover-se e atirar da TS incluso ao escavar e
carregar simultaneamente assegurando um eficiente cheio e racional exploração, ao
não empregar-se tractores de grandes potencializa com o TS de pequena capacidade
Características fundamentais das Moto Trelas
Moto trelas.
Sua forma é similar a das Trelas mas são traccionadas por um Tractor sobre
Pneumáticos de duas rodas (ou “de cadeia”) constituindo uma equipe integral, único,
com maior manobrabilidade e velocidades de deslocamento, o que explica que
alcancem maiores rendimentos.
Fabricam-se no mundo dois tipos básicos do Moto trelas:
 Convencionais (com um e dois eixos motrizes as que usualmente requerem a
ajuda de outra máquina na fase de escavação e carga
 Auto carregares, providas de um sistema que permite escavar e automóvel
carregar-se sem ajuda de outras máquinas.
Moto trelas Convencional
Moto trelas Auto carregares
Características fundamentais das Moto Trelas
Campo de Aplicação.
• O campo de aplicação das Moto trelas é similar ao das Trelas, quer dizer, usam-se
na execução de grandes volumes de movimento de terra, mas a distâncias maiores e
desenvolvendo velocidades superiores, por isso se requerem boas condições dos
caminhos que utilizam tanto no referente a pendentes, desenho geométrico e
resistência, sendo as equipes mais económicas para realizar estes trabalhos.
• Podem escavar solos classificação I e II (com ausência de rochas de tamanho
máximo (0.30m).
• Geralmente necessitam para poder realizar a escavação e carga com efectividade,
de um empurrador (pusher ou cabrito), para a maioria dos solos.
• Em geral seu raio de acção oscila entre: 150 m e 3000 m.
• São ideais para executar compensações longitudinais para aterros de obras
lineares e canais.
Critérios de Selecção.
A selecção da capacidade das Moto trelas a utilizar se fará principalmente em
função da distância média de transporte de terras
Características fundamentais das Moto Trelas
A distância média de transporte de terras, estão regulamentada pelas normativas
Segundo as NC
Tabla 11. Distancias Optimas de Tiro de Moto trelas.
Capacidade en metros cúbicos
Menores de 6
De 6 a 15
De 15 a 25
Maiores de 25
Distancia de Tiro em metros
150 - 600
300 - 1000
450 - 1500
Até 3000
Qantidade de moto trelas a atender por un pusher: (Cmt)
Cmt
=
tc.MT / tc pusher
Potencia de Empurrador o Pusher segundo a capacidade da moto trela.
Capacidade
De 5 a 7 metros cúbicos
De 7 a 9 metros cúbicos
De 9 a 14 metros cúbicos
De 14 a 21 metros cúbicos
Potencia
95 Hp
120 Hp
150 Hp
210 Hp
Em resumo, as Moto trelas se utilizam para a realização de escavações e
compensações na execução grandes obras lineares e hidráulicas, a distâncias meias
entre os 150 m e 1500 m, alcançando altos rendimentos.
Características fundamentais das Moto Trelas
Recomendações Gerais para assegurar máximo rendimento e a maior economia ao
empregar as Trelas e as Moto trelas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Trabalhar sempre que for possível a favor do pendente (baixando), já que
ganham 10 kgf/t de peso bruto total, por cada 1% de inclinação.
Transladar-se à máxima velocidade possível, sempre que se garanta a circulação
com a devida segurança nos caminhos.
Aproveitar ao máximo de capacidade de carga da equipe tratando de que se
encha, para o qual deve utilizar o Empurrador (pusher) adequado segundo
tabela estabelecida pela NC.
Realizar a fase de escavação e carga entre 1,5 e 2,0 minutos, o qual incrementa o
rendimento .
Escolher o tipo de ciclo de trabalho de acordo com as características do trabalho
a realizar (geralmente se emprega o elíptico).
Realizar sempre o percurso com a mínima distância de existir várias alternativas,
sempre dentro da fila de distâncias económicas definido pela normativas.
Todas estas recomendações estão dirigidas a obter o máximo
rendimento e a maior economia possível na realização dos
movimentos de terra com estas máquinas.
Moto trela
Moto trelas
Mototraíllas
•